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  • 大口徑不銹鋼管應力之間的變形速度及相互作用力

    位錯運動的速度:位錯以一定的速度運動,其值之大小對具體金屬來說取決于作用應力之值和溫度條件。中.澤依茲給出數據,按這些數據;當純金屬單晶體變形速度為l×l0-e秒時,開始塑性變形所必須的滑移應力為在1m.ma上零點幾公斤力,并指出,低變形速度時  絮在金屬中觀察到無論任何小的載荷下均有微小的和逐漸的流動。顯然應該這樣解釋,當具有熱振動的情況T甚至最低的負載也能夠引起位錯的定向移動,所以也能引起塑性變形。隨著應力增加,熱振動對位錯移動可能性的影響降低了。而位錯的運動,同時還有位錯運動的速度主要地決定于作用應力的數值,F有的關于位錯運動速度與基本因素間關系的研究的實驗結果很有局限性C111],但是這些結果表明,這種關系可近似地用指數函數表示 位錯的相互作用:正如前邊所述,在位錯區域內,由于原子離開了具有最低位能的位置,相應地產生了應力場,并引起位能增加。位錯力場可與溶質原子力場相互作用,并且靠近位錯的溶質原子相互吸引?催^刃型位錯力場,就可明了這種吸引的原因。在滑移面上邊為壓縮區,而滑移面下邊為伸長區。對于插入型溶質元素的原子,由于容易將它放置于遠離開的原子之間,靠近伸長區的原子相互吸引。對于置換型溶質元素的原子來說,如果原子尺寸大于基體金屬原子的尺寸,則靠近伸長區的原子相互吸引;如果原子尺寸小于基體金屬原子尺寸,則靠近壓縮區的原子相互吸引。溶質原子的這種布局格式減少了位能,這是因為位錯力場和異質原子力場合并的總力場的能量小于位錯力場的能量與異質原子力場的能量之和的緣故。這樣,由于擴散過程酌結果,位錯就成為溶質原子氣團(科垂耳氣團)。這樣的位錯開始運動(使位錯由科垂耳氣團中走出)所必須的應力大于位錯繼續運動所需的應力。大口徑不銹鋼管由溶質原子包圍著的位錯具有能量甲,沒有異質原子的位錯力場的能量為乙,沒有位錯的異質原子力場的能量為丙,若甲與(乙+丙)之間的差值越大,則這種應力的值的差(即位錯由科垂耳氣團中走出的應力與位錯繼續運動的應力之間的差)也愈大。

    位錯力場不僅與異質原子力場相互作用,而且位錯力場自己之間也相互作用。例如,在同一滑移面上排列的異號位錯(正位錯和負位錯)互相吸弓l(當匯合時消失),而同號位錯互相排斥。排列在相交平面上的位錯也同樣互相作用并趨向于占據具有低位錯晶格的位置。在相當高溫度下長時間退火過程中,組成了小塊或同一尺寸的空間格架(富蘭克網架)(111J的位錯可以移動。相互連接起來的刃型位錯其“多余平面”相截。為了使位錯開始運動所需要的應力要比全刃型位錯或全螺旋位錯開始運動所需要的應力大得多。類似的位錯稱為“坐式位錯”。在大口徑不銹鋼管未變形金屬中位錯的空間網架的存在構成了可動位錯開始移動的阻礙,這種阻礙提高了單晶體的彈性極限。除了位錯組成空間網架之外(當然伴隨著總能量的降低),當位于平行的滑移面上的同符號位錯自上至下成行地排列起來時,則可組成所謂位錯墻。彼此相距不遠的不同長度的平行位錯墻使單晶體分解成亞晶粒(鑲嵌塊)。使單晶體分解成亞晶!噙呅蔚奈诲e墻的生成叫做多邊化。為了使位錯排列成墻,必須既有位錯運動,又有位錯攀移,因之也有多邊化——熱活性化過程。

    在塑性變形過程申,位錯密度的增加將引起已經產生的位錯堆集起來,生成了位錯空間網。網架和墻組成的位錯繼續運動就變得愈加困難。同時位錯墻和鑲嵌塊邊界變成了其它(可動)位錯經過它們的運動障礙。一  但是,不僅是位錯空間網架和位錯墻顯示出位錯運動的阻力。相當大的位錯運動阻力是來自溶質原子力場,也來自交叉滑移面樞紐(這與在兩交叉滑移面上或其中之一上產生滑移面與否無關)。后一現象是與在交叉滑移面樞紐處產生坐式位錯(角位錯)有關,這種位錯對可動位錯的移動表現出極大的阻礙。www.educacao-fisica.com 

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